專利名稱：正交調(diào)幅信號編碼/解碼系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對加到正交調(diào)幅器(QAM)的信息數(shù)據(jù)比特流進(jìn)行編碼的編碼器。特別是，本發(fā)明涉及可以應(yīng)用于一個高清晰度電視系統(tǒng)的這樣一個編碼器及相關(guān)的解碼器。
現(xiàn)已提出將用于標(biāo)準(zhǔn)(NTSC)模擬模式和高清晰度電視(HDTV)數(shù)字模式二者的6MHz通道帶寬的電視信號同時廣播。該HDTV模式要求(1)將電視數(shù)據(jù)處理成數(shù)據(jù)壓縮形式以便適于在一個標(biāo)準(zhǔn)6MHz通道之內(nèi)，和(2)將HDTV模式選擇為對在相同通道上進(jìn)行同時廣播的一個NTSC模式信號干擾最小作為一個HDTV模式信號。設(shè)計(jì)成應(yīng)用QAM并滿足前述兩項(xiàng)要求的、用來進(jìn)行同時廣播的一個HDTV發(fā)射機(jī)和接收機(jī)系統(tǒng)公開于共同未決美國專利申請07/650，329，該專利申請是1991年2月4日申請的，并與本專利申請一樣轉(zhuǎn)讓給相同的受讓人。
在這種已公開的HDTV系統(tǒng)中，在發(fā)射機(jī)中，數(shù)字QAM通道信號在通過空中發(fā)射到接收機(jī)之前轉(zhuǎn)換成模擬形式，而在接收機(jī)中又轉(zhuǎn)換回數(shù)字形式。這是因?yàn)橹T如噪聲，誤差等傳輸因數(shù)可能產(chǎn)生從而使所接收的QAM信號不能準(zhǔn)確地與所發(fā)射的QAM信號相符。
本發(fā)明涉及對一個QAM信號進(jìn)行編碼的設(shè)備，以便根據(jù)所檢測的、在多數(shù)情況下在接收機(jī)中進(jìn)行校正的允許傳輸誤差，提供一個高抗誤差度。這種編碼的技術(shù)可以有利地應(yīng)用于一個HDTV系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的抗誤差編碼方案在由I、Q正交軸確定的一個平面內(nèi)的2n-1+1和2n點(diǎn)之間提供一給定的旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)象，此處n是一個至少為4的整數(shù)。該構(gòu)象被分成第一和第二分離的、可識別的分段(Partition)，其安排是使得在I，Q平面中與第一分段的任何構(gòu)象點(diǎn)距離最近的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于第二分段，而與第二分段的任何構(gòu)象點(diǎn)距離最近的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于第一分段。
更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及一種對包含數(shù)字裝置的視頻信號發(fā)射機(jī)設(shè)備的編碼器進(jìn)行編碼的改進(jìn)方案，所說數(shù)字裝置包括一個正交調(diào)幅器(QAM)以及為此的編碼器。該QAM響應(yīng)于由編碼器根據(jù)一個n-比特數(shù)據(jù)段碼選擇的特定點(diǎn)，在I，Q平面的2n-1+1和2n點(diǎn)之間的一個給定的旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)象中得到任何特定點(diǎn)，此處n是一個其值至少為4的整數(shù)。編碼器將一個具有唯一二進(jìn)制值的n-比特數(shù)據(jù)段分配給構(gòu)象中的每個特定點(diǎn)，其中n-比特數(shù)據(jù)段包括(1)2個相位比特，用于根據(jù)由該2個相位比特確定的4個二進(jìn)制值的不同值，識別分別位于I，Q平面的四象限中每一個內(nèi)的2n-1+1和2n-2構(gòu)象點(diǎn)之間的四個旋轉(zhuǎn)對稱組中的每一個，和(2)n-2個不變量比特，用于根據(jù)由該n-2個不變量比特確定的不同的二進(jìn)制值，識別在一個旋轉(zhuǎn)對稱組中的每個構(gòu)象點(diǎn)，從而使其不受由該構(gòu)象的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的影響。
由本發(fā)明的編碼方案提供的比特分配是這樣的，即構(gòu)象點(diǎn)被分成第一和第二單獨(dú)的分段，其安排是使得在I，Q平面中與第一分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的構(gòu)象點(diǎn)屬于第二分段，而在I，Q平面中與第二分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的構(gòu)象點(diǎn)屬于第一分段。第一和第二分段由屬于具有確定的二進(jìn)制值的第一分段的所有n-比特數(shù)據(jù)段，以及屬于具有與該確定的二進(jìn)制值相反的一個二進(jìn)制值的第二分段的所有n-比特數(shù)據(jù)段中的最低有效相位比特相互識別。
在一個QAM接收機(jī)中的解碼器包括根據(jù)一個給定程序進(jìn)行解碼的數(shù)字裝置，而不管接收機(jī)連續(xù)接收的在I，Q平面中的第一和第二構(gòu)象點(diǎn)的第一對是第一分段構(gòu)象點(diǎn)，或者相反，是第二分段構(gòu)象點(diǎn)。


圖1表示一個HDTV系統(tǒng)的6MHz通道帶寬頻譜。
圖2是由一個HDTV系統(tǒng)使用的QAM發(fā)射機(jī)框圖。
圖3是由一個HDTV系統(tǒng)使用的QAM接收機(jī)框圖。
圖4a說明由圖2所示的QAM發(fā)射機(jī)的編碼器使用的16點(diǎn)構(gòu)象點(diǎn)的比特分配。
圖4b說明一種方法，其中作為一個輸入加到圖2所示的QAM發(fā)射機(jī)的編碼器的正在進(jìn)行的信息數(shù)據(jù)比特流被分成相繼的4比特數(shù)據(jù)組，用以選擇被相繼發(fā)射的圖4a16點(diǎn)構(gòu)象的特定點(diǎn)。
圖5a和5b說明一種方法是，由圖2所示的QAM發(fā)射機(jī)的改型編碼器使用的一個32點(diǎn)QAM構(gòu)象的比特分配，按照本發(fā)明的編碼原理被安排成16構(gòu)象點(diǎn)的各個分離的第一和第二分段。
圖5c說明一種方法，其中作為一個輸入加到圖2所示的QAM發(fā)射機(jī)的改型編碼器的信息數(shù)據(jù)比特流，按照本發(fā)明的編碼原理被分成相繼的9比特數(shù)據(jù)組，用以選擇被相繼發(fā)射的圖5a和5b32點(diǎn)構(gòu)象的一對連續(xù)點(diǎn)。
參看圖1，其中示出了由申請?zhí)枮?7/650，329的前述美國專利申請中提出的HDTV系統(tǒng)所使用的、相對于帶外基準(zhǔn)頻率的一個TV通道的6MHz帶寬頻譜。如圖所示，該6MHz帶寬包括一個中心位于基準(zhǔn)頻率0.96MHz上的較高幅度抑制的窄帶QAM分量，該分量用于輸送低頻視頻，音頻和同步信息(即高優(yōu)先信息)。一個中心位于基準(zhǔn)頻率的3.84MHz上的較低幅度抑制寬帶QAM分量用于輸送高頻視頻(即低優(yōu)選信息)。正如以下將詳細(xì)進(jìn)行討論的，一個正在進(jìn)行的每秒3.84兆比特(Mbps)數(shù)據(jù)流的每個連續(xù)4比特數(shù)據(jù)組用于從窄帶QAM分量所用的一個第一同相(I)，正交(Q)平面中的16個預(yù)定點(diǎn)的構(gòu)象中選擇一個。以相同的方式，一個正在進(jìn)行的每秒15.36兆比特(Mbps)數(shù)據(jù)流的每個連續(xù)4比特數(shù)據(jù)組用于從寬帶QAM分量所用的一個第二同相(I)，正交(Q)平面中的16個預(yù)定點(diǎn)的構(gòu)象中選擇一個。
圖2是公開于前述第07/650，329專利申請中建議的HDTV系統(tǒng)采用的發(fā)射機(jī)框圖。圖2示出用于產(chǎn)生具有如圖1所示幅-頻頻譜的一個雙QAM信號的電視發(fā)射機(jī)設(shè)備。從數(shù)據(jù)源10和30以與標(biāo)準(zhǔn)NTSC通道的6MHz帶寬兼容的時軸壓縮數(shù)字模式提供高優(yōu)先和低優(yōu)先HDTV數(shù)據(jù)。為此，數(shù)據(jù)源10和30包含有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮和編碼設(shè)備，例如包括霍夫曼編碼，掃描寬度編碼，量化及離散余弦變換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。
從數(shù)據(jù)源10輸出的信號加到一個編碼器12，該編碼器12作為用于從數(shù)據(jù)源10接收的連續(xù)比特流信號的比特變換器。編碼器12將來自數(shù)據(jù)源10的信號分裂成順序的4比特(符號)數(shù)據(jù)組。利用一個查尋表與占據(jù)每個象限指定區(qū)域的四個4比特值一起，將一個16值，4比特數(shù)據(jù)組變換為一個四象限信號構(gòu)象。圖4a圖解說明了相對于具有實(shí)(I)和虛(Q)象限軸的一個四象限柵格的16比特QAM信號構(gòu)象所用的這樣一種比特分配。這種變換的比特數(shù)據(jù)段出現(xiàn)于編碼器12的I和Q輸出端(例如，在I輸出端出現(xiàn)第一個兩比特，而在Q輸出端出現(xiàn)下一個兩比特)。下一個值，即4比特數(shù)據(jù)組類似地進(jìn)行變換。為了使一個接收機(jī)對于一個所接收的信號構(gòu)象的相位旋轉(zhuǎn)不敏感，則在發(fā)射機(jī)使用一種差分的編碼形式，從而每個四比特數(shù)據(jù)段的第一個兩比特是相位比特，該相位比特選擇一個特定的四比特數(shù)據(jù)段所處的構(gòu)象象限。而最后兩比特為不變量比特，對于四個象限的每個象限來說它們都是相同的，并用于選擇由相位比特選定的那個象限中的特定點(diǎn)。編碼器32以相同的方式對從低優(yōu)先數(shù)據(jù)源30接收的信號進(jìn)行操作。
從編碼器12和32輸出的信號加到傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的各QAM調(diào)制器14和34。來自調(diào)制器14的一個窄帶QAM輸出信號在通過一個1.5MHz水平低通濾波器16加到一個加法組合器18的一個輸入端之前，由一個數(shù)/模變換器15變換為模擬形式。濾波器16除去不希望的高頻分量，該高頻分量包括由窄帶通路中的在先數(shù)字處理和數(shù)/模變換電路產(chǎn)生的諧波。來自調(diào)制器34的一個寬帶QAM輸出信號在通過一個6.0MHz水平低通濾波器36和一個衰減器38加到組合器18的另一個輸入端之前，由一個數(shù)/模變換器35變換為模擬形式。濾波器36基本與濾波器16用于相同的目的。衰減器38倍乘寬帶QAM分量的幅度，以便使之比高優(yōu)先窄帶QAM分量的幅度低-6db，如圖1所示。在組合器18的輸出端產(chǎn)生一個復(fù)合雙QAM信號。這個雙QAM信號在調(diào)制器(混頻器)20中乘以基準(zhǔn)信號REF以在調(diào)制器20的輸出端產(chǎn)生用較高和較低雙QAM邊帶調(diào)制的信號REF雙邊帶。6MHzTV通道帶通濾波器22排除低邊帶，但保留了用于通過包括天線25的設(shè)備進(jìn)行傳輸?shù)母哌厧?圖1)。
QAM調(diào)制器14包含相同的平方根上升余弦、有限沖激響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器41和42，這兩個數(shù)字濾波器分別從編碼器12接收I和Q輸出信號。濾波器41位于一個通常的同相位通路中并標(biāo)作一個“I”相位濾波器，而濾波器42位于一個通常的正交相位通路中并標(biāo)作“Q”相位濾波器。濾波器41和42具有示于圖1的窄帶和寬帶QAM分量的非線性帶邊過濾區(qū)域的形狀。從濾波器41和42輸出的信號分別在乘法器44和45中用余弦和正弦基準(zhǔn)信號進(jìn)行調(diào)制。信號源46提供的信號如以每個周期四個90°間隔，即90°，180°，270°和360°產(chǎn)生正弦和余弦值的一個查尋表。正弦和余弦基準(zhǔn)信號對應(yīng)于在0.96MHz即3.84Mbps/4頻率處的窄帶QAM抑制的正交載波。從乘法器44和45輸出的正交調(diào)相輸出信號由加法器48進(jìn)行組合以產(chǎn)生高優(yōu)先窄帶QAM信號。寬帶QAM調(diào)制器34的構(gòu)成與操作類似于調(diào)制器14，只是有關(guān)的正弦和余弦正交載波信號頻率為3.84MHz。
利用2的補(bǔ)碼的8比特數(shù)字信號處理的圖2所示系統(tǒng)的定時是由數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時鐘信號控制的，該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時鐘信號由響應(yīng)于系統(tǒng)時鐘發(fā)生器55產(chǎn)生的主時鐘信號的頻率合成器52和54提供。來自合成器52的一個15.36MHz時鐘信號作為數(shù)據(jù)源30、編碼器32和寬帶QAM調(diào)制器34的數(shù)據(jù)時鐘。時鐘CLK由一個四分頻器58將頻率分成3.84MHz之后也用作數(shù)據(jù)源10、編碼器12和窄帶QAM調(diào)制器14的數(shù)據(jù)時鐘，這是由于窄帶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率(3.84Mbps)是寬帶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率(15.36Mbps)的四分之一。合成器54提供一個基準(zhǔn)信號REF，用于將復(fù)合雙QAM信號通過混頻器20轉(zhuǎn)換成電視頻帶信號。
雖然使用抑制的載波使能量節(jié)約并阻止了在一個顯示圖象中的一定類型的干擾，但該窄帶和寬帶QAM載波不需要抑制。小幅度非抑制載波可用來提供改進(jìn)的符號率時鐘恢復(fù)。以非對稱邊帶調(diào)制的QAM載波也是可能的。
參看圖3，其中示出了由公開于前述的美國專利申請07/650，329中建議的HDTV系統(tǒng)采用的接收機(jī)框圖。如圖所示，圖3表示電視接收機(jī)設(shè)備，其中由天線110接收的一個廣播雙QAM信號與一個基準(zhǔn)信號REF一起加到一個混頻器112，該基準(zhǔn)信號REF通常具有發(fā)射機(jī)所用的信號REF的頻率。從混頻器112輸出的一個信號包括和及差分量。較高頻率的和分量由一個低通濾波器114濾除，該低通濾波器使差分量通過并到達(dá)一個模/數(shù)變換器116。通過的差分量呈現(xiàn)出圖1所示的復(fù)合調(diào)制頻率頻譜，即具有中心大致在0.96MHz的窄帶QAM調(diào)制頻譜，和中心大致在3.84MHz的寬帶QAM調(diào)制頻譜。來自單元116的數(shù)字取樣輸出信號加到解調(diào)器118，解調(diào)器118與其后相連的單元120，122，124，126和128一起形成一個窄帶QAM信號處理器。
解調(diào)器118包括多個輸入FIR濾波器，用以選通窄帶QAM分量，而濾除寬帶QAM分量。具體講，窄帶QAM解調(diào)器118包括一個濾波器，該濾波器具有一個基本與圖1所示的已調(diào)窄帶QAM分量的幅一頻特性曲線的形狀相符的幅一頻響應(yīng)特性曲線。在一個包括單元119，121，123，125，127和129的寬帶QAM信號處理網(wǎng)絡(luò)中的解調(diào)器119有選擇地通過寬帶QAM分量，而濾除窄帶QAM分量。寬帶QAM解調(diào)器119包括一個濾波器，該濾波器具有一個基本與圖1所示的已調(diào)寬帶QAM分量的幅-頻特性曲線形狀相符的響應(yīng)。因此，該接收機(jī)系統(tǒng)在與標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視信號中的高能量信息相關(guān)的頻率處呈現(xiàn)出信號衰減陷波。寬帶QAM處理器的單元與將要在下面進(jìn)行討論的窄帶處理器的對應(yīng)標(biāo)號的單元類似，只是解調(diào)器118和119的特性曲線與上面提到的不同。解調(diào)器118和119執(zhí)行與發(fā)射機(jī)(圖2)中的調(diào)制器14和34所執(zhí)行的操作的逆操作。
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的自適應(yīng)均衡器120從解調(diào)器118中接收已解調(diào)的正交相位I和Q分量。均衡器120利用一個自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器對由傳輸通道產(chǎn)生的包括如重影的幅度和相位不規(guī)則性進(jìn)行補(bǔ)償。從單元120輸出的均衡器I和Q信號加到產(chǎn)生輸出I，Q分量的一個估算器網(wǎng)絡(luò)126，該輸出I，Q分量代表現(xiàn)與發(fā)射的I和Q分量值非常相象的估算。例如，在估算器126輸出端的I和Q分量的值在需要對傳輸過程中帶來的噪音失真影響進(jìn)行補(bǔ)償時被校正。估算器126基本執(zhí)行一個對取樣分配值的翻譯功能，由于諸如噪音的影響，這些取樣不能精確地固定于在16點(diǎn)四象限信號構(gòu)象中的給定位置。從估算器126輸出的信號加到一個解碼器122，該解碼器122基本呈現(xiàn)一個在發(fā)射機(jī)中的編碼器所執(zhí)行的變換操作的逆操作。利用查尋表將四象限信號構(gòu)象“上變換”成順序的4比特(符號)分段，該4比特分段為二進(jìn)制數(shù)字形式，在發(fā)射機(jī)中由單元12(圖2)編碼之前就存在于發(fā)射機(jī)中。
一個誤差檢測器124監(jiān)測估算器126的I，Q輸入和輸出信號，用以產(chǎn)生一個具有幅度正比于估算器126的I，Q輸入和輸出信號之間的相位誤差的輸出信號。該相位誤差可能由于噪音影響所致，在該情況下相位誤差實(shí)際上將是隨機(jī)的。該相位誤差也可能由于信號REF的頻率基本不等于發(fā)射機(jī)中所用的對應(yīng)信號REF的頻率所致，在該情況下相位誤差實(shí)際上將不是隨機(jī)的。從誤差檢測器124輸出的ERROR信號主要用于對偏離一個所期望值的信號REF頻率進(jìn)行補(bǔ)償，所期望的值即在發(fā)射機(jī)中的對應(yīng)信號REF的頻率值。尤其是，該ERROR信號加到一個也包括一個低通濾波器的壓控振蕩器(VCO)網(wǎng)絡(luò)128，用于修正加到正交解調(diào)器上的正交調(diào)相正弦和余弦基準(zhǔn)信號的值。已修正的正弦和余弦基準(zhǔn)信號改變著解調(diào)過程，直到從檢測器124的輸出信號表示的誤差幅度顯示出信號REF從所希望的值的任何頻率偏移都已進(jìn)行了補(bǔ)償為止。與單元128相關(guān)的低通濾波器濾除該ERROR信號，以便來自VCO128的基準(zhǔn)信號值以及解調(diào)器118借此的操作都響應(yīng)于諸如所述的頻率偏移的一個非隨機(jī)性質(zhì)的誤差而進(jìn)行調(diào)整，而且不被諸如噪音的隨機(jī)影響所影響。包括寬帶QAM處理器的單元119，121，127，123和129的控制環(huán)路以與上面所討論的窄帶QAM處理器的單元118，120，126，124和128相同的方式進(jìn)行操作。涉及包括有估算器126、檢測器124、VCO128和解調(diào)器118類型的一個控制環(huán)路操作的附加信息可以在Lee和Messerschmitt的“數(shù)字通信”正文中找到(KluwerAcademicPublishers，Boston，MA，USA，1988)。
一個直接數(shù)字頻率合成器126響應(yīng)于來自系統(tǒng)時鐘發(fā)生器130的一個主時鐘信號產(chǎn)生一個時鐘信號CLK，系統(tǒng)時鐘發(fā)生器130也向頻率合成器135提供一個時鐘信號，用以獲得混頻器基準(zhǔn)信號REF。信號REF的頻率通常與發(fā)射機(jī)中使用的信號REF一致。信號REF的頻率從所希望的頻率的任何偏移都按如上所述予以補(bǔ)償。從信號源126輸出的信號CLK是時鐘信號，用于寬帶處理器的單元119，121，125和127。窄帶處理器處理一個具有寬帶信號四分之一帶寬的信號。因此，窄帶處理器單元與具有時鐘信號CLK四分之一頻率的一個時鐘信號CLK/4響應(yīng)，時鐘信號CLK/4由分頻器136提供。接收機(jī)中的時鐘信號CLK的頻率與發(fā)射機(jī)(圖2)中采用的時鐘信號CLK的頻率相符。通過從包含在更可靠地接收的高能量窄帶QAM分量中的信息獲得接收機(jī)時鐘信號，使得確立合適的接收機(jī)時鐘頻率變得更為方便。特別地，將LPF114輸出的復(fù)合QAM信號加到一個非線性信號發(fā)生器133，例如一個N次方冪發(fā)生器，此處N可以是2或4。單元133以窄帶QAM分量的符號率產(chǎn)生一個單一頻率分量。在這種情況下，該符號率是0.96MHz，即比特率的四分之一。單元133也以低能量寬帶QAM分量的符號率產(chǎn)生一個高衰減的輸出信號，其輸出信號被隨后的信號處理單元略去。相位檢測器137響應(yīng)于從單元133來的0.96MHz輸出分量，并與一個低通濾波器138，合成器126和16分頻器139一起共同形成一個鎖相環(huán)。濾波器138除去包括由非線性信號發(fā)生器133的操作而產(chǎn)生的噪音的寄生頻率。分頻器139接收來自合成器126的一個15.36MHz信號，并向相位檢測器137的一個控制輸入端提供一個0.96MHz輸出信號。合成器126包括一個寄存器，該寄存器以來自時鐘發(fā)生器130的信號頻率確定的速率累積由濾波器138加到單元126的一個控制輸入端的信號所確定的相位增量。該累積的相位值對一個ROM尋址，該ROM包含合成來自單元126輸出信號的正弦值。單元126的功能可以由商業(yè)化應(yīng)用的Q2334型集成電路(由QualcommCorporationofSanDiego，California制造)實(shí)現(xiàn)。
信號處理器140組合來自解碼器122的已解調(diào)高優(yōu)先數(shù)據(jù)信號和來自解碼器125的已解調(diào)低優(yōu)先數(shù)據(jù)信號。處理器140可以包括諸如霍夫曼解碼器和反量化器的數(shù)據(jù)去壓縮網(wǎng)絡(luò)，誤差校正網(wǎng)絡(luò)，以及多路分解和信號組合網(wǎng)絡(luò)，以提供分離的音頻和視頻電視信號分量。音頻分量在加到聲音再生裝置146之前由一個音頻信號處理器142進(jìn)行處理。視頻分量由單元144進(jìn)行處理以產(chǎn)生加到圖象顯示裝置148的一個圖象顯示信號。
由本發(fā)明設(shè)想的HDTV發(fā)射機(jī)的QAM編碼器采用一個32點(diǎn)構(gòu)象(如圖5a所示)，而不是圖2所示的HDTV發(fā)射機(jī)的QAM編碼器12所采用的16點(diǎn)構(gòu)象(如圖4a所示)，以便顯著地增加接收機(jī)檢測和校正發(fā)射機(jī)誤差的能力。在另一方面，由本發(fā)明設(shè)想的發(fā)射機(jī)基本類似于圖2所示的上述發(fā)射機(jī)。但是，在對32點(diǎn)構(gòu)象(如圖5a所示)進(jìn)行比特分配采用的原理與對16點(diǎn)構(gòu)象(如圖4a所示)進(jìn)行比特分配采用的原理是完全不同的。
如上所述，圖4a的16點(diǎn)構(gòu)象采用的比特分配原理使一個接收機(jī)對所接收的信號構(gòu)象的相位旋轉(zhuǎn)不敏感。特別地，如圖4a所示，由16點(diǎn)標(biāo)示的4比特數(shù)據(jù)段的每一個中的2個最有效比特(相位比特)確定的4個二進(jìn)制值的每一個值確定I，Q平面的4個象限中的一個不同的象限。因此，將I，Q平面旋轉(zhuǎn)90°，180°或270°將相應(yīng)地改變4個象限的位置。然而，如圖4a所示，由16點(diǎn)標(biāo)示的4比特數(shù)據(jù)段的每一個中的2個最低有效比特(不變量比特)確定的4個二進(jìn)制值的每一個值，確定一組4構(gòu)象點(diǎn)中的一組不同的構(gòu)象點(diǎn)，該4構(gòu)象點(diǎn)對4象限的每一個都是相同的。另外，4組構(gòu)象點(diǎn)的每一組的不變量比特的二進(jìn)制值進(jìn)行對稱安排，以便他們在與I，Q平面旋轉(zhuǎn)90°，180°或270°響應(yīng)的一個象限中的相對位置不發(fā)生變化。因此，這就是用于區(qū)別4象限中的每一個的相位比特分配，用于使所接收的信號構(gòu)象對相位旋轉(zhuǎn)90°，180°或270°不敏感。
通過利用包括2個相位比特和3個不變量比特的5比特數(shù)據(jù)段能夠?qū)⑺鶓?yīng)用的比特分配原理擴(kuò)展到32點(diǎn)構(gòu)象是清楚的。在這種情況下，2個相位比特仍將用作區(qū)別4個象限的每一個，而3個不變量比特的8個二進(jìn)制值的每一個將確定一組8構(gòu)象點(diǎn)中的不同的一組構(gòu)象點(diǎn)，該8構(gòu)象點(diǎn)對4個象限的每一個都是相同的。
傳輸噪音及其它現(xiàn)象可能使所接收的I，Q平面中的構(gòu)象點(diǎn)的I和Q值從與所發(fā)射的I，Q平面中的構(gòu)象點(diǎn)相對應(yīng)的I和Q值有些偏離，從而引入誤差。正由于這個原因，如圖3所示的上述HDTV接收機(jī)包括對于解調(diào)器118的輸出信號進(jìn)行誤差校正的單元120，124，126和128。在接收機(jī)中的這種誤差校正單元是在以下假定情況下操作的，該假定情況是在I，Q平面中具有與所接收的構(gòu)象點(diǎn)的I，Q值最接近的I，Q值的16構(gòu)象點(diǎn)中的特定的一個點(diǎn)是對應(yīng)于所發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)中的一個點(diǎn)。然而，若傳輸噪音將足以使所接收的圖4a的16構(gòu)象點(diǎn)中的構(gòu)象點(diǎn)I，Q值最接近于正確的對應(yīng)于所發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)相鄰的構(gòu)象點(diǎn)的I，Q值，而不是正確的、對應(yīng)于所發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)本身的I，Q值，則用于解調(diào)器118的諸如單元120，124，126和128等誤差校正裝置將不能校正此類誤差。
通過對圖5a和5b所示的32點(diǎn)構(gòu)象使用一種新穎的比特分配，本發(fā)明使得足以使所接收的I，Q平面中的構(gòu)象I和Q值最接近于和所發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)對應(yīng)的相鄰構(gòu)象點(diǎn)I和Q值的傳輸誤差校正成為可能。
圖5a和5b表示出在I，Q平面中包括有32點(diǎn)的一個構(gòu)象，I，Q平面安排在由一個在-3和+3之間的I值和一個在-3和+3之間的Q值的陣列限定的一個6×6方形格柵中。沒有構(gòu)象點(diǎn)占據(jù)該方形格柵的四個角的I，Q點(diǎn)+3，+3;+3，-3;-3，-3和-3，+3。圖5a和5b的32點(diǎn)構(gòu)象被分成16分段A構(gòu)象點(diǎn)(由圖5a中的白圈表示)和16分段B構(gòu)象點(diǎn)(由圖5a中的黑點(diǎn)表示)。該32點(diǎn)構(gòu)象的每個分離點(diǎn)由包括2個相位比特和3個不變量比特的一個唯一的5比特數(shù)據(jù)段確定，其中，其中，屬于分段A的所有16構(gòu)象點(diǎn)的較低有效相位比特(每個5比特數(shù)據(jù)左邊第二比特)具有二進(jìn)制值0，而屬于分段B的所有16構(gòu)象點(diǎn)的較低有效相位比特具有二進(jìn)制值1。如圖5b所示，分段A和B的相應(yīng)構(gòu)象點(diǎn)被安排在相間的對象線上，以便使I，Q平面中距離最接近于A分段的任意構(gòu)象點(diǎn)的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于B分段，而在I，Q平面中距離最接近于B分段的任意構(gòu)象點(diǎn)的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于A分段。以這種方式，在I，Q平面中兩個相鄰的A分段構(gòu)象點(diǎn)間的距離和在I，Q平面中兩個相鄰的B分段構(gòu)象點(diǎn)間的距離都是最大的。
現(xiàn)在參看圖4b，它表示的方法是一個正在進(jìn)行的信息比特數(shù)據(jù)流的每個連續(xù)的4比特數(shù)據(jù)組作為一個輸入相繼地加到圖2的發(fā)射機(jī)編碼器12，而圖5C表示的方法是一個正在進(jìn)行的信息比特數(shù)據(jù)流的每個連續(xù)的9比特數(shù)據(jù)作為一個輸入相繼地加到使用本發(fā)明的編碼方案的發(fā)射機(jī)編碼器。
在圖4b中所示的是一個正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)比特流的一對連續(xù)的數(shù)據(jù)組，分別標(biāo)示為4比特數(shù)據(jù)組1和4比特數(shù)據(jù)組2。采用差分編碼的圖2中的編碼器12響應(yīng)于包括數(shù)據(jù)組1和2中的每一個數(shù)據(jù)組的2△相位比特和2個不變量比特，用以選擇圖4a和16點(diǎn)構(gòu)象的4比特數(shù)據(jù)段之一，圖4a與由QAM發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)相關(guān)。更確切地說，與每個4比特數(shù)據(jù)組相關(guān)的信息確定4比特數(shù)據(jù)段間的I，Q平面中的I，Q矢量距離。4比特數(shù)據(jù)段與由QAM在先發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)和當(dāng)前所發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)。編碼器12包括有合適的存貯裝置，查尋表和能夠?qū)?shù)據(jù)組的2△相位比特及2不變量比特相加的模4相加裝置，數(shù)據(jù)組與發(fā)射到與存貯的4比特數(shù)據(jù)段相關(guān)的當(dāng)前構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)，而4比特數(shù)據(jù)段與在先發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)，從而選擇出與所發(fā)射的當(dāng)前構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)的4比特數(shù)據(jù)段。圖3中的接收機(jī)的解碼器122利用模4減法裝置，用于從與當(dāng)前所接收的構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)的4比特數(shù)據(jù)段中減去與在先接收的構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)的已存貯4比特數(shù)據(jù)段，以在接收機(jī)中恢復(fù)正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)比特流的2△相位比特和2個不變量比特。
從上述的圖4b的差分編碼方案中可以明白，與數(shù)據(jù)比特流中的每個連續(xù)數(shù)據(jù)組有關(guān)的信息完全相互獨(dú)立。因此，這種編碼方案沒有提供在接收機(jī)中檢測或校正一個傳輸誤差的方法，在傳輸誤差中，噪音使一個所接收的I，Q平面中的I，Q點(diǎn)對于在鄰近所發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)的16點(diǎn)構(gòu)象中的一個點(diǎn)比對于所發(fā)射的構(gòu)象點(diǎn)本身更接近。
本發(fā)明的一個發(fā)射機(jī)編碼器響應(yīng)于一個正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)比特流的9比特數(shù)據(jù)組的每一個連續(xù)對，連續(xù)對分別標(biāo)示為9比特A1和A2數(shù)據(jù)組及9比特B1和B2數(shù)據(jù)組。這個也采用差分編碼方法的編碼器通常與圖2的編碼器12和32類似，但在某些的細(xì)節(jié)方面不同。特別地，本發(fā)明的編碼器利用三個A1不變量比特，并與三個△相位比特中的第一和第三比特一起來選擇與特定的A分段構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)的5比特數(shù)據(jù)段，如圖5a所示，該A分段構(gòu)象點(diǎn)是被第一發(fā)射的。然后，該編碼器利用三個A2不變量比特，并與三個△相位比特中的第二和第三比特一起來選擇與被第二發(fā)送的特定的A分段構(gòu)象點(diǎn)相關(guān)的5比特數(shù)據(jù)段。三個△相位比特中的第一和第二比特分別對應(yīng)于與第一和第二發(fā)射的A分段構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)的5比特數(shù)據(jù)段的較高有效相位比特，而三個△相位比特中的第三個比特對應(yīng)于與第一和第二發(fā)射的A分段構(gòu)象點(diǎn)都有關(guān)的5比特數(shù)據(jù)段的較低有效相位比特。因此，與第一和第二發(fā)射的A分段構(gòu)象點(diǎn)都有關(guān)的三個△相位比特中的第三個比特具有二進(jìn)制值0。
以類似的方法，本發(fā)明的編碼器利用三個B1不變量比特，并與三個△相位中的第一和第三比特一起共同來選擇與特定的B分段構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)的5比特數(shù)據(jù)段，該B分段構(gòu)象點(diǎn)是被第三發(fā)射的。然后，該編碼器利用三個B2不變量比特，并與三個△相位比特中的第二和第三比特一起共同來選擇與B分段構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)的特定的5比特數(shù)據(jù)段，該B分段構(gòu)象點(diǎn)是被第四發(fā)射的。三個△相位比特的第一和第二比特分別對應(yīng)于與第三和第四發(fā)射的B分段構(gòu)象點(diǎn)有關(guān)的5比特數(shù)據(jù)段的較高有效相位比特，而三個△相位比特中的第三個比特對應(yīng)于與第三和第四發(fā)射的B分段構(gòu)象點(diǎn)都有關(guān)的5比特數(shù)據(jù)段的較低有效相位比特。因此，與第三和第四發(fā)射的B分段構(gòu)象點(diǎn)都有關(guān)的三個△相位比特中的第三個比特具有一個二進(jìn)制值1。
從前邊對圖5C的描述將明白，示于圖5a和5b的32點(diǎn)構(gòu)象中的選定的分段A和分段B構(gòu)象點(diǎn)的正在進(jìn)行傳輸?shù)娜哂嘈蛄惺窍盗小瑼，A，B，B，A，A，B，B，A，A，B…，這個在接收機(jī)中就事先已知的正在進(jìn)行的傳輸冗余序列使得在接收機(jī)中的QAM解碼器對以下情況成為可能，即(1)開始使接收機(jī)與發(fā)射機(jī)同步，(2)在誤差可能發(fā)生之后檢測和校正傳輸誤差。
假設(shè)接收機(jī)開始時沒有辦法知道以下情況，即相繼接收的傳輸中的每一個所接收的傳輸是否為第一，第二，第三或第四發(fā)射的傳輸，另外還假設(shè)以下情況，即由于傳輸噪音，所接收的I，Q平面中的傳輸值與所有的32構(gòu)象點(diǎn)都不同。那么，問題是要在接收機(jī)中確定兩個連續(xù)傳輸?shù)娜魏谓o定對的第一傳輸更可能是一個A分段傳輸或都更可能是一個B分段傳輸。接收機(jī)內(nèi)的解碼器按照以下的分步過程做出這個決定，它可以以一個微處理器程序的形式實(shí)現(xiàn)。
1.將最近的分段A構(gòu)象點(diǎn)的I和Q值找到并存貯到給定對的第一接收的傳輸中的I，Q平面內(nèi)接收點(diǎn)的I和Q值上。然后將互連該接收點(diǎn)矢量的I和Q距離及相位值進(jìn)行計(jì)算并存貯到最近的分段A構(gòu)象點(diǎn)。
2.將最近的分段B構(gòu)象點(diǎn)的I和Q值找到并存貯到給定對的第一接收傳輸中的I，Q平面內(nèi)接收點(diǎn)的I和Q值上。然后將互連該接收點(diǎn)矢量的I和Q距離及相位值進(jìn)行計(jì)算并存貯到最近的分段B構(gòu)象點(diǎn)。
3.將最近的分段A構(gòu)象點(diǎn)的I和Q值找到并存貯到給定對的第二接收傳輸中的I，Q平面內(nèi)接收點(diǎn)的I和Q值上。然后將互連該接收點(diǎn)矢量的I和Q距離及相位值進(jìn)行計(jì)算并存貯到最近的分段A構(gòu)象點(diǎn)。
4.將最近的分段B構(gòu)象點(diǎn)的I和Q值找到并存貯到給定對的第二接收傳輸中的I，Q平面內(nèi)接收點(diǎn)的I和Q值上。然后將互連該接收點(diǎn)矢量的I和Q距離及相位值進(jìn)行計(jì)算并存貯到最近的分段B構(gòu)象點(diǎn)。
5.計(jì)算在步驟1和3中得到的分段A矢量的矢量和。
6.計(jì)算在步驟2和4中得到的分段B矢量的矢量和。
7.如果分段A矢量和小于分段B矢量和，則給定對的第一接收的傳輸分段就是分段A;如果分段A矢量和大于分段B矢量和，則給定對的第一接收的傳輸分段就是分段B。
將這個程序加到連續(xù)的初始傳輸?shù)拿總€相繼對上，就將確定所接收的傳輸系列是否構(gòu)成一系列重復(fù)的AABB數(shù)據(jù)組;重復(fù)的ABBA數(shù)據(jù)組;重復(fù)的BBAA數(shù)據(jù)組或重復(fù)的BAAB數(shù)據(jù)組。如果該重復(fù)的數(shù)據(jù)組不是AABB數(shù)據(jù)組(它表示正確的同步)，則所接收的系列可以被跳過從而獲得(或者，若已失去同步，重新獲得)正確的同步。顯然，在所接收的傳輸系列的事先已知的序列中的任何中斷都表示在一個給定傳輸中的傳輸誤差，它將在確定這個給定傳輸中發(fā)射的特定構(gòu)象點(diǎn)中被略去。
在圖4b所示的，利用兩個連續(xù)的4比特數(shù)據(jù)組(即總數(shù)為8比特)，可以發(fā)射的不同對構(gòu)象點(diǎn)的總數(shù)是28，即256。在圖5c中所示的，利用一個單一的9比特A1和A2數(shù)據(jù)組或者一個單一的9比特B1和B2數(shù)據(jù)組可以發(fā)射的不同對構(gòu)象點(diǎn)的總數(shù)也是28，即256。然而，在本發(fā)明的編碼方案中該一個附加比特的應(yīng)用提供了具有一個大量抗傳輸誤差的QAM發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。
本發(fā)明的原理并不局限于由兩個B分段構(gòu)象點(diǎn)跟隨著兩個A分段構(gòu)象點(diǎn)的重復(fù)系列的傳輸，而可以擴(kuò)展到由三個或更多B分段構(gòu)象點(diǎn)跟隨著三個或更多A分段構(gòu)象點(diǎn)的重復(fù)系列。另外，本發(fā)明的原理也不局限于圖5a和5b所示的32點(diǎn)構(gòu)象，而可以擴(kuò)展到包括有2n-1+1和2n之間的構(gòu)象點(diǎn)的其它的旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)象，此處n是一個具有至少為4的值的整數(shù)。然而，在所有的情況中，最低有效相位比特的二進(jìn)制值被用于在屬于A分段的構(gòu)象點(diǎn)和屬于B分段的構(gòu)象點(diǎn)之間進(jìn)行區(qū)別。
權(quán)利要求
1.用于一個QAM發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的抗傳輸誤差編碼設(shè)備，其特征在于裝置(12)用于提供在由I和Q正交軸限定的平面中的2n-1+1和2n點(diǎn)間的一個旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)象，此處n是一個值至少為4的整數(shù)；和裝置(12)用于將所說的構(gòu)象分成第一和第二分段，其安排是使得在所說的I，Q平面中距離所說的第一分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于所說的第二分段，而在所說的I，Q平面中距離所說的第二分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于所說的第一分段。
2.在一個視頻信號處理系統(tǒng)中，編碼器設(shè)備，其特征在于裝置(10)用于提供一個表示視頻數(shù)據(jù)的符號比特流，所說的每一個符號表示多個比特;和調(diào)制裝置(14)響應(yīng)于所說的符號比特流，用以產(chǎn)生用所說的符號調(diào)制的一個載波正交調(diào)幅(QAM)，所說的符號被分配到一個格柵狀構(gòu)象的規(guī)定位置上的對應(yīng)點(diǎn)，該格柵狀構(gòu)象位于由正交的I，Q軸確定的一個平面中;其中所說的構(gòu)象被分成(12)第一和第二分離的分段，其安排是(a)距離所說的第一分段的某個點(diǎn)最近的那些點(diǎn)屬于所說的第二分段，和(b)距離所說的第二分段的某個點(diǎn)最近的那些點(diǎn)屬于第一分段。
3.按照權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于一個具有唯一的二進(jìn)制值的n比特數(shù)據(jù)段被分配到所說的構(gòu)象的每個特定點(diǎn);所說的n比特數(shù)據(jù)段包括(1)相位比特，用于識別四組旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)象點(diǎn)中的每一組，其每組構(gòu)象點(diǎn)分別位于所說平面的四象限中的每個象限，和(2)不變量比特，用于識別一個旋轉(zhuǎn)對稱組中的所說構(gòu)象點(diǎn)的每個點(diǎn);和利用屬于具有一個確定二進(jìn)制值的第一分段的所有n-比特數(shù)據(jù)段，和屬于具有一個與所說確定的二進(jìn)制值相反的二進(jìn)制值的第二分段的所有n-比特數(shù)據(jù)段的最低有效相位比特，所說的第一和第二分段可以相互識別。
4.按照權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于每個所說的n比特數(shù)據(jù)段包括兩個相位比特和n-2個不變量比特。
5.按照權(quán)利要求4的設(shè)備，其特征在于n是一個值至少為4的整數(shù)。
6.按照權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于所說的第一和第二分段是交替的并呈現(xiàn)一個相對于所說軸的對角線形取向。
7.按照權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于n具有一個值為5，而且所說的構(gòu)象在所說平面中包括32個點(diǎn)。
8.按照權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于所說的調(diào)制裝置響應(yīng)于由編碼器根據(jù)一個n-比特數(shù)據(jù)碼選擇的特定點(diǎn)，在同相(I)，正交(Q)平面中的2n-1+1和2n點(diǎn)之間的一個給定旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)象中獲得任何特定點(diǎn)，此處n-是一個值至少為4的整數(shù);其中所說的編碼器將一個具有唯一二進(jìn)制值的n-比特數(shù)據(jù)段分配給所說的構(gòu)象中的每個特定點(diǎn)，所說的n-比特數(shù)據(jù)段包括(1)二個相位比特，用于根據(jù)由該兩個相位比特確定的四個二進(jìn)制值的不同值，識別分別位于所說的I，Q平面的四個象限中每一個內(nèi)的2n-3+1和2n-2構(gòu)象點(diǎn)之間的四個旋轉(zhuǎn)對稱組中的每一個，和(2)n-2個不變量比特，用于根據(jù)由該n-2個不變量比特確定的二進(jìn)制值的不同值，識別在一個旋轉(zhuǎn)對稱組中的每個構(gòu)象點(diǎn)，從而提供對該構(gòu)象的旋轉(zhuǎn)的不靈敏性;而且其中該編碼器比特分配是這樣的，即所說的構(gòu)象點(diǎn)被分成第一和第二分離的分段，其安排是使得在所說的I，Q平面中距離所說的第一分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的構(gòu)象點(diǎn)屬于所說的第二分段，而在所說的I，Q平面中距離所說的第二分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的構(gòu)象點(diǎn)屬于所說的第一分段，所說的第一和第二分段由屬于具有一個確定的二進(jìn)制值的第一分段的所有n-比特數(shù)據(jù)段，以及屬于具有一個與該確定的二進(jìn)制值相反的二進(jìn)制值的第二分段的所有n-比特數(shù)據(jù)段的最低有效相位比特相互識別。
9.按照權(quán)利要求8的設(shè)備，其特征在于n具有一個值為5，而且所說的構(gòu)象包括在I，Q平面中的32個點(diǎn)，該I，Q平面安排在由在-3和+3之間的I值和在-3和+3之間的Q值的一個陣列限定的一個6×6方形格柵中，該方形格柵的四個角的I，Q點(diǎn)+3，+3;+3，-3;-3，-3;和-3，+3沒有構(gòu)象點(diǎn)占據(jù)，從而所說的第一分段包括16個構(gòu)象點(diǎn)，而且所說的第二分段也包括16個構(gòu)象點(diǎn)。
10.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其特征在于編碼器比特分配是這樣的，即屬于第一或第二分段二者任一分段的所有的5比特數(shù)據(jù)段位于具有第一分段的對角線用第二分段對角線隔開的方形格柵的一條對角線上。
11.按照權(quán)利要求10的設(shè)備，其特征在于所說的編碼器將加到其上的一個信息比特數(shù)據(jù)流分成所說的信息比特的連續(xù)的9比特數(shù)據(jù)組，其中每個9比特數(shù)據(jù)組包括一個單個的最低有效相位比特;所說的編碼器響應(yīng)于加到其上的每個連續(xù)的9比特數(shù)據(jù)組，將所加的9比特數(shù)據(jù)組變換成兩個已分配的5比特數(shù)據(jù)段的每一個，該5比特數(shù)據(jù)段按照所加的9比特數(shù)據(jù)組的所有9比特的對應(yīng)二進(jìn)制值，選擇由所說的兩個已分配的5比特數(shù)據(jù)段的每一個確定的特定構(gòu)象點(diǎn);所說的比特分配是這樣的，即所說的第一分段的已分配5比特數(shù)據(jù)段的所有最低有效比特具有一個確定的二進(jìn)制值，而所說的第二分段的已分配5比特數(shù)據(jù)段的所有最低有效位比特具有與所說的確定的二進(jìn)制值相反的一個二進(jìn)制值;從而兩個選定的構(gòu)象點(diǎn)都屬于由所說的單個最低有效相位比特的二進(jìn)制值確定的第一和第二分段的那一個。
12.按照權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征在于所說的編碼器在將所加的信息比特的9比特數(shù)據(jù)變換成所說的兩個已分配的5比特數(shù)據(jù)段的每一個的過程中，應(yīng)用差分編碼。
13.按照權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征在于所說的連續(xù)的9比特數(shù)據(jù)組的每個相繼對的每個已加9比特數(shù)據(jù)組的所述單個最低有效相位比特的各二進(jìn)制值彼此相反。
14.按照權(quán)利要求13的設(shè)備，其特征在于所述的編碼器在將信息比特的連續(xù)9比特數(shù)據(jù)組的每個相繼對的每個已加9比特數(shù)據(jù)組變換成所加的9比特數(shù)據(jù)組的兩個已分配5比特數(shù)據(jù)段的每一個的過程中，應(yīng)用差分編碼。
15.一個視頻信號接收機(jī)設(shè)備，用于接收利用表示多個數(shù)據(jù)比特的符號進(jìn)行正交調(diào)幅(QAM)的一個發(fā)射信號，該信號被編碼以占據(jù)由正交軸確定的一個平面中的格柵形構(gòu)象的給定位置上的相應(yīng)點(diǎn);所說的已編碼的構(gòu)象呈現(xiàn)第一和第二分離的分段，分段的安排是(a)距離第一分段的一個點(diǎn)最近的那些點(diǎn)屬于第二分段，和(b)距離第二分段的一個點(diǎn)最近的那些點(diǎn)屬于第一分段，該設(shè)備特征在于數(shù)字解調(diào)器裝置(118)，用于解調(diào)所說的QAM信號以提供相互正交調(diào)相的輸出信號;處理裝置(124-128)，響應(yīng)于來自所說的解調(diào)器的輸出信號，用于維持一個所希望的構(gòu)象旋轉(zhuǎn)方位;和解碼器裝置(122)，響應(yīng)于來自處理裝置的輸出信號，用于將所說的符號從所說的構(gòu)象位置反變換成一個順序的符號比特流。
16.按照權(quán)利要求15的視頻信號接收機(jī)設(shè)備，用于接收在所說信號的發(fā)射機(jī)中經(jīng)一個正交調(diào)幅器(QAM)按照一個給定碼進(jìn)行了編碼的發(fā)射信號;所說的接收機(jī)特征在于數(shù)字裝置用于解調(diào)和解碼所接收的發(fā)射至其上的信號;其中在由同相位(I)和正交相位(Q)軸確定的一個平面中的2n-1+1和2n(此處n是一個值至少為4的整數(shù))點(diǎn)之間的一個給定旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)象中的第一和第二特定點(diǎn)的每個給定時，在發(fā)射機(jī)中按照所說的給定碼被分別地選擇為至所說接收機(jī)的連續(xù)的第一和第二傳輸;其中所說的構(gòu)象點(diǎn)按照所說的給定碼被分成分離的第一分段點(diǎn)和第二分段點(diǎn)，其安排是使得在所說的I，Q平面中距離第一分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于所說的第二分段，而在所說的I，Q平面中距離第二分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于所說的第一分段;而且其中所說的解碼裝置包括用于按照以下過程進(jìn)行解碼的數(shù)字裝置，由所說接收機(jī)連續(xù)接收的I，Q平面中的第一和第二構(gòu)象點(diǎn)的一對中的第一個是一個第一分段構(gòu)象點(diǎn)還是一個第二分段構(gòu)象點(diǎn)1.將最近的第一分段構(gòu)象點(diǎn)的I和Q值存貯到給定對的第一接收的傳輸中的I，Q平面內(nèi)接收點(diǎn)的I和Q值上;將相互連接接收點(diǎn)的矢量的I和Q距離及相位值進(jìn)行計(jì)算并存貯到最近的第一分段構(gòu)象點(diǎn)上;2.將最近的第二分段構(gòu)象點(diǎn)的I和Q值存貯到給定對的第一接收的傳輸中的I，Q平面內(nèi)接收點(diǎn)的I和Q值上;將相互連接接收點(diǎn)的矢量的I和Q距離及相位值進(jìn)行計(jì)算并存貯到最近的第二分段構(gòu)象點(diǎn)上;3.將最近的第一分段構(gòu)象點(diǎn)的I和Q值存貯到給定對的第二接收的傳輸中的I，Q平面內(nèi)接收點(diǎn)的I和Q值上;將相互連接接收點(diǎn)的矢量的I和Q距離及相位值進(jìn)行計(jì)算并存貯到最近的第一分段構(gòu)象點(diǎn)上;4.將最近的第二分段構(gòu)象點(diǎn)的I和Q值存貯到給定對的第二接收的傳輸中的I，Q平面內(nèi)接收點(diǎn)的I和Q值上;將相互連接接收點(diǎn)的矢量的I和Q距離及相位值進(jìn)行并存貯到最近的第二分段構(gòu)象點(diǎn)上;5.計(jì)算在步驟1和3中得到的第一分段矢量的矢量和;6.計(jì)算在步驟2和4中得到的第二分段矢量的矢量和;7.將第一分段矢量和與第二分段矢量和進(jìn)行比較以進(jìn)行(A)若第一分段矢量和小于第二分段矢量和，從而確定給定對的第一接收的傳輸?shù)姆侄问堑谝环侄?，或?B)若第一分段矢量和大于第二分段矢量和，從而確定給定對的第一接收的傳輸?shù)姆侄问窃诘诙侄蝺?nèi)。
17.按照權(quán)利要求16的接收機(jī)，其特征在于所述的給定碼將來自所說發(fā)射機(jī)的相繼傳輸分成由給定的多個第二分段構(gòu)象點(diǎn)跟隨的一個給定的多個第一分段構(gòu)象點(diǎn)的重復(fù)系列;和在所說的接收機(jī)中的解碼器包括數(shù)字裝置，該數(shù)字裝置響應(yīng)于由所說過程決定的、相繼從所說發(fā)射機(jī)接收的傳輸中的第一和第二分段構(gòu)象點(diǎn)序列，用以檢測所接收的重復(fù)系列中的傳輸誤差。
18.按照權(quán)利要求17的接收機(jī)，其特征在于在所說接收機(jī)中的解碼器包括數(shù)字裝置，該數(shù)字裝置響應(yīng)于所接收的重復(fù)系列中的傳輸誤差的檢測，用以校正所說的傳輸誤差。
19.按照權(quán)利要求17或18的一個接收機(jī)，其特征在于所說的給定的多個是2。
全文摘要
一種抗傳輸誤差的編碼方案對用于一個高清晰度電視系統(tǒng)中的正交調(diào)幅器的一個數(shù)據(jù)比特流進(jìn)行編碼。該抗誤差編碼提供由I，Q正交軸確定的一個平面上的旋轉(zhuǎn)對稱32點(diǎn)構(gòu)象。該構(gòu)象被分成第一和第二分段，使得距離第一分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于第二分段，而距離第二分段的任何構(gòu)象點(diǎn)最近的那些構(gòu)象點(diǎn)屬于第一分段。這就使接收機(jī)解碼器能夠決定所接收的每個構(gòu)象點(diǎn)屬于第一還是第二構(gòu)象，從而能夠檢測傳輸誤差，并校正該傳輸誤差。
文檔編號H04N5/40GK1080104SQ9310656
公開日1993年12月29日 申請日期1993年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月29日
發(fā)明者A·A·蓋達(dá), K·瓊納拉加達(dá) 申請人:通用電氣公司